APLIKASI KONSEP FIZIK DALAM MENYELESAIKAN MASALAH YANG BERASASKAN STEM BAGI PELAJAR TINGKATAN ENAM ATAS LEE JUN HUNG

iii APLIKASI KONSEP FIZIK DALAM MENYELESAIKAN MASALAH YANG BERASASKAN STEM BAGI PELAJAR TINGKATAN ENAM ATAS LEE JUN HUNG Disertasi Ini Dikemukakan Sebagai Memenuhi Sebahagian Daripada Syarat Penganugerahkan Ijazah Sarjana Pendidikan (Fizik) Fakulti Pendidikan Universiti Teknologi Malaysia Oktober, 2013

vii ABSTRAK Masalah pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM semakin merisaukan. Kajian ini bertujuan untuk menentukan tahap minat pelajar terhadap fizik, tahap pelajar mengaplikasikan konsep fizik dan kekangan yang menyebabkan pelajar tidak boleh mengaplikasikan konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM. Kajian ini melibatkan 160 orang pelajar tingkatan enam atas dari enam buah sekolah menengah sekitar Johor Bahru, Kulaijaya dan Pontian. Alat kajian yang digunakan ialah Ujian Keupayaan Fizik yang berasaskan STEM (STEM-FIZ), Soal Selidik Minat Pelajar Terhadap Fizik (MINFIZ) dan temubual. Data daripada MINFIZ dan STEM-FIZ dianalisis secara kuantitatif manakala data temubual dianalisis secara kualitatif. Keputusan MINFIZ menunjukkan pelajar berminat terhadap fizik dengan min skor keseluruhan 73.15 (sisihan piawai = 10.21). Keputusan STEM-FIZ menunjukkan tahap aplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM adalah rendah dengan min skor 41.7 (sisihan piawai = 30.64). Analisis kolerasi Pearson menunjukkan terdapat hubungan yang sangat rendah dan tidak signifikan (r = 0.109 dan P = 0.169) antara minat pelajar terhadap fizik dengan aplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM. Analisis temubual menunjukkan bahawa kekangan yang menyebabkan pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM ialah kegagalan pelajar menguasai konsep fizik dan matematik, P&P yang sehala dan tidak memusatkan pelajar serta latihan yang jarang disemak dan dibincang. Oleh itu, guru fizik perlu merancang dan melaksanakan P&P yang pelbagai dan lebih memusatkan pelajar supaya tahap aplikasi konsep fizik bagi pelajar dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM boleh dipertingkatkan.

viii ABSTRACT The problem of students inability to apply physics concepts in solving STEM based problems is getting worse. The aims of this study are to determine the level of students interest in physics, level of students ability to applying physics concept, and constraints that students faced in applying physics concepts in solving STEM based problems. A total of 160 Form Six students from six secondary schools in Johor Bahru, Kulaijaya and Pontian participated in this study. The instruments used are STEM Based Physics Ability Test (STEM-FIZ), Questionnaires of Students Interest in Physics (MINFIZ) and interview. The data from MINFIZ and STEM-FIZ was analyzed quantitatively while the data from interview was analyzed qualitatively. The result from MINFIZ show that the students were interested in physics with an overall mean of 73.15 (SD = 10.21) while of STEM-FIZ shows a low level of student ability in applying physics concept in solving STEM based problems with a mean score of 41.7 (SD = 30.64). Pearson correlation analysis shows that there is a very low and not significant relationship (r = 0.109 and P = 0169) between the students interest in physics and the application of physics concepts in solving STEM based problems. The interview analysis shows that the constraints faced by the students in applying physics concepts in STEM based problems are the failure of students to master the concepts of physics and mathematics, methods of teaching and learning which are not student-centered, lack of review and discussion of students exercises. Thus, physics teachers should plan and implement a variety and student -centred teaching and learning methods so that the level of students applying physics concepts in solving STEM based problems can be enhanced.

ix KANDUNGAN BAB PERKARA MUKA SURAT BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS PENGESAHAN PENYELIA JUDUL PENGAKUAN DEDIKASI PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT KANDUNGAN SENARAI JADUAL SENARAI RAJAH SENARAI SINGKATAN SENARAI LAMPIRAN i ii iii iv v vi vii viii ix xiv xix xx xxi 1 PENGENALAN 1 1.1 Pendahuluan 1 1.2 Latar Belakang Masalah 2 1.2.1 Kegagalan Pelajar Mengaplikasi Fizik Dalam 3 Menyelesaikan Masalah Yang Berasaskan STEM 1.2.2 Kemerosotan Minat Pelajar Dalam Fizik 5

x 1.2.3 Kekangan Yang Menghalang Pelajar Untuk 7 Mengaplikasi Konsep Fizik 1.2.4 Aplikasi Fizik Dalam Menyelesaikan Masalah 11 Yang Berasaskan STEM Merentas Kemerosotan Minat Dan Kekangan Aplikasi Konsep Fizik 1.3 Pernyataan Masalah 13 1.4 Objektif Kajian 14 1.5 Persoalan Kajian 14 1.6 Hipotesis Kajian 15 1.7 Rangka Kerja Konsep 15 1.8 Kepentingan Kajian 16 1.8.1 Kepentingan Kajian Kepada Pelajar 16 1.8.2 Kepentingan Kajian Kepada Guru 17 1.8.3 Kepentingan Kajian Kepada Penggubal Kurikulum 18 1.8.4 Kepentingan Kajian Kepada Institusi Pendidikan 19 1.9 Takrifan Istilah 19 1.9.1 Mengaplikasi Konsep Fizik 20 1.9.2 STEM 20 1.9.3 Masalah Yang Berasaskan STEM 21 1.9.4 Minat 21 1.9.5 Kekangan 22 1.10 Rumusan 22 2 SOROTAN KAJIAN 2.1 Pendahuluan 24 2.2 Sains Teknologi Kejuruteraan Dan Matematik (STEM) 24 2.3 Kegagalan Pelajar Mengintegrasi Konsep fizik Dalam STEM 27 2.4 Kajian Berkaitan Kegagalan Pelajar Mengaplikasi Konsep Fizik 28 Dalam STEM

xi 2.5 Kemerosatan Minat Pelajar Terhadap Fizik 33 2.6 Kajian Berkaitan Minat Pelajar Terhadap Fizik 34 2.7 Alat Kajian Soal Selidik Mengukur Minat Dalam Fizik 43 2.7.1 Rasional Penggunaan Soal Selidik ROSE FIN 45 2.8 Kekangan Yang Menghalang Pelajar Untuk Mengaplikasi 46 Konsep Fizik 2.9 Kajian Berkaitan Dengan Kekangan Yang Menghalang 48 Pelajar Untuk Mengaplikasi Konsep Fizik 2.10 Rumusan 55 3 METODOLOGI KAJIAN 57 3.1 Pendahuluan 57 3.2 Rekabentuk Kajian 57 3.3 Kaedah Pengumpulan Data 59 3.3.1 Kaedah Ujian Bertulis 59 3.3.2 Kaedah Soal Selidik 59 3.3.3 Temubual 60 3.4 Sampel Kajian 62 3.5 Alat Kajian 63 3.5.1 Ujian Bertulis 63 3.5.2 Soal Selidik 66 3.5.3 Protokol Temubual 68 3.6 Prosedur Kajian 68 3.7 Kesahan Alat Kajian 72 3.8 Kebolehpercayaan Alat Kajian 74 3.9 Kajian Rintis 76 3.10 Analisis Data 78 3.10.1 Analisis Data MINFIZ 78 3.10.2 Analisis Data STEM-FIZ 79

xii 3.10.3 Analisis Hubunga Minat Pelajar Terhadap Fizik 82 Dengan Aplikasi Konsep Fizik Dalam Menyelesaikan Masalah Yang Berasaskan STEM 3.10.4 Analisis Data Temubual 83 3.11 Rumusan 87 4 ANALISIS DATA 89 4.1 Pendahuluan 89 4.2 Data Demografi 90 4.3 Analisis Ujian Keupayaan Fizik Yang Berasaskan STEM 91 (STEM-FIZ) 4.4 Analisis Soal Selidik Minat Pelajar Terhadap Fizik (MINFIZ) 105 4.5 Hubungan Antara Aplikasi Konsep Fizik Dalam 115 Menyelesaikan Masalah Yang Bersaskan STEM Dengan Minat Pelajar Terhadap Fizik 4.6 Analisis Temubual 116 4.6.1 Pengorganisasian Data Dan Maklumat 118 4.6.2 Pembahagian Data 119 4.6.2.1 Penguasaan Konsep Fizik (A1) 119 4.6.2.2 Penguasaan Matematik (A2) 125 4.6.2.3 Lain-Lain (A3) 125 4.6.2.4 Pengajaran Guru Fizik Terhadap Sesuatu 127 Konsep Fizik Dalam Kelas (B1) 4.6.2.5 Penglibatan Guru Dan Pelajar Dalam Aktiviti 130 P&P (B2) 4.6.2.6 Latihan Melibatkan Aplikasi Konsep Fizik 134 Dalam Penyelesaian Masalah (B3) 4.6.3 Sintesis Data 136 4.6.4 Mereka Kesimpulan 142

xiii 4.7 Rumusan 146 5 PERBINCANGAN, KESIMPULAN DAN CADANGAN 150 5.1 Pendahuluan 150 5.2 Perbincangan 150 5.3 Kesimpulan 161 5.4 Implikasi 162 5.4.1 Implikasi Kepada Pelajar 163 5.4.2 Implikasi kepada Guru 165 5.4.3 Implikasi kepada Penggubal Kurikulum 166 5.4.4 Implikasi kepada Institusi Pendidikan Guru 168 5.5 Cadangan 169 5.6 Cadangan Penyelidikan Masa Depan 173 5.7 Rumusan 174 RUJUKAN 176 LAMPIRAN 191

xiv SENARAI JADUAL NO. JADUAL TAJUK MUKA SURAT 2.1 Perbandingan kajian-kajian yang dijalankan 32 terhadap kegagalan pelajar untuk mengaplikasi konsep fizik 2.2 Perbandingan kajian-kajian yang dijalankan terhadap 42 minat pelajar 2.3 Keterangan soal selidik ROSE 44 2.4 Kebolehpercayaan bagi setiap komponen dalam 45 ROSE FIN 2.5 Perbandingan kajian-kajian yang berkaitan dengan 54 kekangan yang menghalang pelajar mengaplikasi konsep fizik 3.1 Perbandingan topik-topik bagi mata pelajaran 65 Fzik STPM Baharu dan SPM 3.2 Gerak balas yang digunakan dalam MINFIZ 67 3.3 Taburan item dalam MINFIZ mengikut konstruk 67 3.4 Fokus dan specifikasi soalan 68 3.5 Julat skor merentas tahap minat pelajar terhadap fizik 79 3.6 Julat skor merentas tahap pelajar mengaplikasi 80 konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM

xv 3.7 Anggaran kekuatan perhubungan antara tahap pelajar 81 mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah berasaskan STEM dengan tahap minat pelajar terhadap fizik 3.8 Proses analisis kandungan secara kualitatif yang 82 dicadangkan oleh Wilson (2009) 3.9 Tema dan kod bagi analisis data dan maklumat temubual 83 3.10 Rumusan analisis data dan maklumat 84 3.11 Tema dan kod bagi analisis data dan maklumat temubual 85 3.12 Rumusan analisis data dan maklumat 87 4.1 Data demografi responden kajian 90 4.2 Skor pelajar dalam ujian keupayaan STEM-FIZ 91 4.3 Skor pelajar bagi soalan 1 dalam STEM-FIZ mengikut 92 sub soalan 4.4 Skor pelajar bagi soalan 2 dalam STEM-FIZ 94 4.5 Skor pelajar bagi soalan 3 dalam STEM-FIZ 95 4.6 Skor pelajar bagi STEM-FIZ mengikut tahap aplikasi 96 konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM 4.7 Jawapan pelajar dalam STEM-FIZ bagi soalan 1 98 4.8 Jawapan pelajar dalam STEM-FIZ bagi soalan 2 100 4.9 Jawapan pelajar dalam STEM-FIZ bagi soalan 3 102 4.10 Min skor pelajar secara keseluruhan bagi STEM-FIZ 104 4.11 Skor pelajar bagi MINFIZ mengikut item 105 4.12 Keterangan min skor pelajar bagi MINFIZ mengikut 111 item 4.13 Minat pelajar terhadap fizik bagi MINFIZ mengikut 112 konstruk 4.14 Taburan skor pelajar bagi MINFIZ mengikut status sikap 114 4.15 Minat pelajar terhadap fizik secara keseluruhan 115

xvi 4.16 Analisis hubungan antara aplikasi konsep fizik dalam 116 menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dengan minat pelajar terhadap fizik 4.17 Maklumat asas responden yang mengikuti temubual 117 4.18 Pencapaian responden bagi Sijil Pelajaran Malaysia 117 (SPM) pada tahun 2011 bagi mata pelajaran Fizik, Matematik Moden dan Matematik Tambahan 4.19 Jawapan pelajar bagi soalan 1 dalam tema Penguasaan 120 Konsep Fizik (A1) 4.20 Jawapan pelajar bagi soalan 2 dalam tema Penguasaan 121 Konsep Fizik (A1) 4.21 Jawapan pelajar bagi soalan 3 dalam tema Penguasaan 121 Konsep Fizik (A1) 4.22 Jawapan pelajar bagi soalan 4 dalam tema Penguasaan 122 Konsep Fizik (A1) 4.23 Jawapan pelajar bagi soalan 5 dalam tema Penguasaan 123 Konsep Fizik (A1) 4.24 Jawapan pelajar bagi soalan 6 dalam tema Penguasaan 123 Konsep Fizik (A1) 4.25 Jawapan pelajar bagi soalan 7 dalam tema Penguasaan 124 Konsep Fizik (A1) 4.26 Jawapan pelajar bagi soalan 1 dalam tema Penguasaan 125 Matematik (A2) 4.27 Jawapan pelajar bagi soalan 1 dalam tema 126 Lain-Lain (A3) 4.28 Jawapan pelajar bagi soalan 1 dalam tema Pengajaran 127 Guru Fizik Terhadap Sesuatu Konsep Fizik Dalam Kelas (B1) 4.29 Jawapan pelajar bagi soalan 2 dalam tema Pengajaran 128 Guru Fizik Terhadap Sesuatu Konsep Fizik Dalam Kelas (B1)

xvii 4.30 Jawapan pelajar bagi soalan 3 dalam tema Pengajaran 129 Guru Fizik Terhadap Sesuatu Konsep Fizik Dalam Kelas (B1) 4.31 Jawapan pelajar bagi soalan 1 dalam tema Pengajaran 130 Guru Fizik Terhadap Sesuatu Konsep Fizik Dalam Kelas (B2) 4.32 Jawapan pelajar bagi soalan 2 dalam tema Pengajaran 131 Guru Fizik Terhadap Sesuatu Konsep Fizik Dalam Kelas (B2) 4.33 Jawapan pelajar bagi soalan 3 dalam tema Pengajaran 132 Guru Fizik Terhadap Sesuatu Konsep Fizik Dalam Kelas (B2) 4.34 Jawapan pelajar bagi soalan 4 dalam tema Pengajaran 133 Guru Fizik Terhadap Sesuatu Konsep Fizik Dalam Kelas (B2) 4.35 Jawapan pelajar bagi soalan 1 dalam tema Latihan 134 Melibatkan Aplikasi Konsep Fizik Dalam Penyelesaian Masalah (B3) 4.36 Jawapan pelajar bagi soalan 2 dalam tema Latihan 135 Melibatkan Aplikasi Konsep Fizik Dalam Penyelesaian Masalah (B3) 4.37 Jawapan pelajar bagi soalan 3 dalam tema Latihan 136 Melibatkan Aplikasi Konsep Fizik Dalam Penyelesaian Masalah (B3) 4.38 Kekangan yang wujud pada individu pelajar dalam 137 menguasai konsep fizik (A1) 4.39 Kekangan yang wujud pada individu pelajar dalam 138 menguasai matematik (A2) 4.40 Lain-lain kekangan yang wujud pada individu 138 pelajar (A3)

xviii 4.41 Kekangan yang wujud dalam P&P mata pelajaran 139 Fizik terhadap sesuatu konsep fizik dalam kelas (B1) 4.42 Kekangan yang wujud dalam P&P mata pelajaran 140 Fizik bagi penglibatan guru dan pelajar dalam aktiviti P&P kelas (B2) 4.43 Kekangan yang wujud dalam P&P mata pelajaran 140 Fizik bagi latihan melibatkan aplikasi konsep fizik dalam penyelesaian masalah (B3) 4.44 Rumusan bagi kekangan yang wujud pada individu 144 pelajar yang menyebabkan pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM 4.45 Rumusan bagi kekangan yang wujud dalam P&P mata 146 pelajaran Fizik yang menyebabkan pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizk dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM 4.46 Rumusan keputusan analisis data dan maklumat 149 5.1 Perbandingan keputusan STEM-FIZ dengan keputusan 157 kajian-kajian yang dijalankan terhadap kegagalan pelajar dalam mengaplikasi konsep fizik 5.2 Perbandingan keputusan MINFIZ dengan keputusan 158 kajian-kajian yang dijalankan terhadap minat pelajar 5.3 Perbandingan keputusan temubual dengan keputusan 160 kajian-kajian berkaitan dengan kekangan yang menghalang pelajar mengaplikasi konsep fizik

xix SENARAI RAJAH NO. RAJAH TAJUK MUKA SURAT 1.1 Rangka Kerja Konsep 15 3.1 Kerangka Kerja Kajian 71

xx SENARAI SINGKATAN HM - House Model ICT - Teknologi Maklumat Dan Komunikasi IPTA - Institut Pelajaran Tinggi Awam KPM - Kementerian Pelajaran Malaysia KPT - Kementerian Pelajaran Tinggi Malaysia MINFIZ - Soal Selidik Minat Pelajar Terhadap Fizik ROSE - The Relevance Of Science Education SP - Sisihan Piawai SM - Sains Dan Matematik SPM - Sijil Pelajaran Malaysia SPSS - Statistical Package for Social Sciences STEM - Sains, Teknologi, Kejuruteraan Dan Matematik STEM-FIZ - Ujian Keupayaan Fizik Yang Berasaskan STEM STPM - Sijil Tinggi Persekolahan Malaysia

xxi SENARAI LAMPIRAN LAMPIRAN TAJUK MUKA SURAT A Jadual Saiz Sample Krejcie & Morgan (1970) 191 B Ujian Keupayaan Fizik Yang Berasaskan STEM 192 (STEM-FIZ) Dan Skema Jawapan C Jadual Penentuan Ujian STEM-FIZ 204 D Soal Selidik Minat Pelajar Terhadap Fizik (MINFIZ) 206 E Protokol Temubual 210 F Borang Maklum Balas Pakar Bidang Dan 214 Borang Pengesahan Pakar Bidang Bagi STEM-FIZ G Borang Maklum Balas Pakar Bidang Dan 217 Borang Pengesahan Pakar Bidang Bagi MINFIZ H Borang Maklum Balas Kesesuaian Soalan Temubual 220 Dan Borang Pengesahan Soalan Temubual Bagi Pakar Bidang I Sukatan Pelajaran Fizik STPM Baharu 224 J Kebolehpercayaan MINFIZ Penentuan Pekali Alfa 227 Cronbach K Analisis Aras Kesukaran Dan Indeks Diskriminasi 228 Item Bagi STEM-FIZ L Penentuan Tahap Aplikasi Konsep Fizik Dalam 232 Menyelesaikan Masalah Yang Berasaskan STEM Dalam Kalangan Pelajar Tingkatan Enam Atas M Transkrip Temubual 234

xxii N Latihan Yang Disediakan Oleh Guru Kepada Pelajar 263 Bagi Tajuk Kinematik O Perbandingan Graf Lengkung Normal Bagi STEM-FIZ 274 Dalam Kajian Rintis Dan Kajian Sebenar P Surat Kelulusan Untuk Menjalankan Kajian 275

1 BAB 1 PENGENALAN 1.1 Pendahuluan Pengajaran dan pembelajaran (P&P) yang berasaskan sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik (STEM) amat penting dalam membentuk pendidikan masa depan untuk mencapai status negara maju menjelang tahun 2020. Maka pendidikan memainkan peranan yang sangat penting dalam mencapai wawasan 2020 (Yahya dan Lailinanita, 2011). Sistem pendidikan di Malaysia lebih mengutamakan perkembangan teknologi maklumat dan komunikasi (ICT) dalam pendidikan serta ekonomi di antara tahun 2001 hingga 2010 (Kementerian Pelajaran Malaysia, 2001). Zaman sains, teknologi dan masyarakat dalam ekonomi dunia telah dilanjutkan dengan zaman STEM di mana STEM ialah ringkasan bagi Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan Matematik (Ramaley, 2009). Kebelakangan ini, pendidikan STEM telah menjadi tumpuan utama bagi kebanyakan negara moden (Kuenzi, 2008). Secara ringkasnya, pendidikan STEM ialah satu pendekatan dalam P&P yang mengaplikasi kandungannya dengan pengetahuan serta kemahiran sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik (Maryland State Board of Education, 2012).

2 Pelbagai usaha telah dijalankan oleh KPM untuk meningkatkan mutu pendidikan di Malaysia dari masa ke semasa. Selaras dengan perkembangan teknologi dan ekonomi moden yang pesat, pendidikan STEM memainkan peranan yang penting dalam melahirkan generasi baru yang mampu menghadapi pelbagai cabaran. Oleh itu pendidikan STEM mestilah disampaikan kepada pelajar dalam sesi persekolahan (Baldwin, 2009). Pendidikan berasaskan STEM yang disampaikan haruslah memberikan peluang kepada pelajar untuk mengaplikasi sesuatu konsep yang dipelajari dari suatu mata pelajaran tertentu ke dalam pelbagai bidang dan mata pelajaran yang berlainan secara berkesan. Sebagai contohnya, pelajar yang belajar sesuatu konsep fizik boleh mengaplikasi konsep fizik tersebut untuk menyelesaikan masalah-masalah bukan sahaja dalam bidang fizik, tetapi dalam STEM yang merujuk kepada bidang dan mata pelajaran seperti Kimia, Biologi, Sains Tambahan, Sains Moden, Matematik Moden, Matematik Tambahan, Matematik-T, ICT, Lukisan Kejuruteraan, Rekacipta, Asas Kejuruteraan yang ditawarkan di sekolah menengah dalam Malaysia. 1.2.1 Latar Belakang Masalah Fizik ialah satu mata pelajaran yang menyokong perkembangan media dan teknologi serta memainkan peranan penting dalam ekonomi dunia dan juga kesejahteraan hidup manusia (Edmunds, 2008). Pendidikan fizik bertujuan untuk mendidik dan membimbing pelajar untuk mengaplikasi konsep fizik yang dipelajari untuk menyelesaikan masalah dalam kehidupan (Niss, 2012). Menurut Doménech et al. (2007), pembelajaran konsep fizik adalah satu contoh yang sangat bermanfaat bagi guru dan pelajar dalam bidang STEM. Oleh yang demikian, generasi muda sekarang mesti dididik untuk mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM sejak sesi persekolahan.

3 Masalah pelajar tidak dapat mengaplikasi konsep fizik dan kemahiran saintifik yang dipelajari dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dan juga aktivitiaktiviti dalam kehidupan harian semakin merisaukan (Baldwin, 2009). Akibat daripada itu, pelajar sekolah menghadapi kesukaran untuk memahami konsep yang abstrak dan menyebabkan pelajar tidak dapat mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Kipnis, 2009). Punca kegagalan pelajar dalam mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM ialah kemerosotan minat pelajar terhadap pembelajaran mata pelajaran Fizik (Shahizan et al., 2003; Baharin et al., 2007; Byun et al., 2008; Soong et al., 2009). Selain itu, pelbagai jenis kekangan seperti masalah-masalah dalam P&P dan kelemahan pelajar dalam penguasaan matematik juga adalah satu punca yang menyebabkan pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Campbell, 2002; Smith et al., 2009). Melihat kepada perkara ini, segala kekangan yang wujud dalam P&P akan membawa kesan yang negatif terhadap pembelajaran pelajar. Kesan-kesan ini bukan sahaja akan membawa kemerosotan minat pelajar terhadap pembelajaran fizik malah juga akan mengakibatkan pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah berasaskan STEM. 1.2.1 Kegagalan Pelajar Mengaplikasi Fizik Dalam Menyelesaikan Masalah Yang Berasaskan STEM Menurut Çalik dan Ayas (2005), salah satu punca pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep yang dipelajari ke dalam aktiviti harian ialah pelajar tidak memahami asas bagi teori mata pelajaran tersebut. Kebanyakan pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik yang dipelajari untuk menyelesaikan masalah terhadap keadaan sebenar atau masalah berasaskan STEM disebabkan pelajar tidak boleh memahami konsep fizik yang dipelajari sepenuhnya (Zembylas, 2005; Hu dan Rebello,

4 2012). Apabila seseorang pelajar tidak memahami asas teori sesuatu konsep fizik, maka pelajar tersebut tidak boleh menyelesaikan masalah dalam pelbagai keadaan serta mengaplikasi konsep fizik tersebut dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM. Kajian Edmunds (2008) mendapati bahawa pelajar menghadapi kesukaran dalam memahami asas teori dan konsep fizik serta mengaplikasi konsep fizik dan juga konsep matematik untuk menyelesaikan masalah. Pelajar yang menghadapi masalah bagi mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM juga menghadapi kesukaran dalam mengaplikasi konsep matematik untuk menyelesaikan masalah. Hal ini diperkuatkan lagi dengan dapatan kajian Zaiton dan Shaharom (2008) yang menunjukkan bahawa tahap aplikasi konsep fizik untuk menyelesaikan masalah bagi pelajar di sekolah masih berada pada tahap yang rendah. Daripada Laporan Sijil Tinggi Persekolahan Malaysia (STPM) 2010 (Majlis Peperiksaan Malaysia (MPM), 2011) dan Laporan STPM 2011 (MPM, 2012a), analisis keputusan STPM 2010 dan STPM 2011 menunjukkan bahawa jumlah calon mendapat gred F atau nilai gred mata pelajaran 0.00 bersamaan julat markah antara 0 hingga 24 masing-masing ialah 11.41% dan 12.06%. Situasi ini amat merisaukan semua pihak kerana golongan pelajar ini kemungkinan hanya mendapat markah daripada kerja-kerja pentaksiran yang berbentuk kerja amali yang dilaksanakan di sekolah di bawah bimbingan guru mata pelajaran Fizik. Justeru, keadaan ini menunjukkan golongan pelajar ini berkemungkinan besar tidak dapat menjawab mana-mana soalan dalam kertas satu dan dua dalam STPM. Daripada analisis keputusan STPM 2010 dan STPM 2011 menunjukkan bahawa secara purata pelajar hanya boleh menjawab kira-kira 50% daripada soalan dalam kertas satu manakala secara purata pelajar masih gagal dalam menjawab soalan dalam kertas dua yang berbentuk struktur dan esei yang memerlukan aplikasi konsep fizik yang telah dipelajari oleh pelajar. Walaupun keputusan STPM 2011 menunjukkan min skor bagi

5 kertas dua hanya berada pada sempadan lulus tetapi sisihan min yang sebanyak 20.00 menunjukkan bahawa kebanyakan pelajar masih gagal dalam menjawab kertas dua. Secara keseluruhannya, kebanyakan soalan yang gagal dijawab oleh majoriti pelajar dalam STPM tahun 2010 dan 2011 merupakan soalan-soalan yang memerlukan pelajar mengaplikasi teori, konsep fizik dan konsep matematik untuk menyelesaikannya. Selain itu, soalan ini juga memerlukan aras pemikiran yang lebih tinggi. Dapat disimpulkan bahawa, masih terdapat lebih daripada 70% pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik dan juga matematik dalam menyelesaikan masalah. Menurut Lembaga Peperiksaan Malaysia (LPM) (2012), prestasi keseluruhan bagi kertas dua mata pelajaran Fizik dalam Peperiksaan Sijil Pelajaran Malaysia (SPM) (2011) adalah sederhana sahaja dan kebanyakan pelajar masih tidak dapat menjawab soalan yang memerlukan definisi konsep serta tidak boleh menjawab soalan aplikasi kuantitatif. Situasi ini menunjukkan bahawa kebanyakan pelajar masih tidak menguasai konsep fizik yang dipelajari dan tidak boleh mengaplikasi konsep fizik untuk menyelesaikan masalah. 1.2.2 Kemerosotan Minat Pelajar Dalam Fizik Bloom (1976) telah mengkategorikan tiga sebab pelajar tidak berminat dalam sesuatu mata pelajaran iaitu (i) pelajar menggangap mata pelajaran tersebut adalah susah, (ii) pelajar berasa mata pelajaran tersebut tidak menarik minat mereka serta tidak mempunyai kepentingan terhadap mereka dan (iii) faktor guru yang mengajar mata pelajaran tersebut. Menurut Ajis Lepit et al. (2008), masih terdapat ramai pelajar yang beranggapan bahawa mata pelajaran Sains dan Matematik (SM) adalah susah untuk dipelajari dan ini telah menyebabkan kurangnya pelajar yang berminat untuk menceburi dalam bidang SM. Kemerosotan minat pelajar dalam mempelajari mata pelajaran Fizik akan memberi kesan

6 negatif kepada negara untuk menghasilkan generasi baru yang menceburi diri dalam bidang STEM dalam mencapai wawasan 2020 dan menjadikan Malaysia sebagai satu negara yang berpendapatan tinggi. Minat pelajar terhadap fizik ialah satu faktor utama bagi pelajar untuk memahami konsep fizik dan mengaplikasinya dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Ornek et al., 2007). Aplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM adalah dipengaruhi oleh minat pelajar terhadap fizik (Doménech et al., 2007; Lock dan Glackin, 2009). Walau bagaimanapun, didapati pelajar sekolah semakin tidak berminat terhadap mata pelajaran Fizik (Mallory, 2004). Pelajar yang tidak mempunyai minat yang tinggi terhadap fizik mempunyai kesungguhan yang lebih rendah untuk memahami konsep fizik yang diajar dan diterangkan oleh guru (Zuraida et al., 2006). Akibatnya, apabila pelajar tidak berminat dalam belajar fizik, mereka tidak akan memberikan perhatian dan semangat yang sepenuhnya untuk menguasai sesuatu konsep fizik yang diajar oleh guru (Md. Nawawi, 1994; Baharin et al., 2007). Oleh itu, minat pelajar memainkan peranan yang penting untuk memotivasikan pelajar dalam belajar dan memahami konsep fizik yang diajar oleh guru di sekolah dan seterusnya mengaplikasinya dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam aktiviti harian. Kajian dari Lavonen et al. (2005), William et al. (2003) dan Juuti et al. (2004) menunjukkan bahawa minat pelajar adalah sangat penting dan akan membantu pelajar dalam mempelajari mata pelajaran Fizik di sekolah kerana ia adalah satu dorongan atau motivasi yang amat penting bagi pelajar untuk terus belajar dan memahami sesuatu konsep fizik. Oleh yang demikian, minat pelajar terhadap fizik merupakan faktor yang boleh mempengaruhi pelajar bagi mengaplikasi konsep fizik yang dipelajari ke dalam aktiviti harian dan menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM.

7 1.2.3 Kekangan Yang Menghalang Pelajar Untuk Mengaplikasi Konsep Fizik Masalah pelajar tidak dapat mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM semakin merisaukan (Baldwin, 2009). Dalam pada itu, bukan sahaja pelajar tidak dapat mengaplikasi konsep fizik dalam asas kejuruteraan, malah guru sekolah yang mengajar mata pelajaran Fizik juga tidak boleh mengajar dan membimbing pelajar untuk mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM kerana tidak terdapat satu rujukan atau kurikulum berasaskan STEM yang lengkap di Malaysia (Kibble, 2007). Masalah kekurangan guru yang berkemahiran dalam pengajaran mata pelajaran Fizik berasaskan STEM masih wujud dalam sistem pendidikan di Malaysia mahupun sekolah kerajaan atau sekolah jenis kebangsaan (Wan Jalaini, 2012). Kebanyakan guru hanya mempunyai pengetahuan dan kemahiran asas pedagogi dalam mengajar mata pelajaran opsyen masing-masing sahaja (Baldwin, 2009). Guru mata pelajaran Fizik hanya dilatih untuk mengajar fizik sahaja dan ini menyebabkan guru tersebut hanya mengajar pelajarnya menyelesaikan masalah-masalah dalam aktiviti harian dengan konsep fizik sahaja tetapi bukan berdasarkan konsep pelbagai (konsep sains, matematik, teknologi dan kejuruteraan) secara serentak. Oleh itu, guru yang mengajar mata pelajaran Fizik mempunyai kemahiran yang sangat terhad dalam mengajar dan membimbing pelajar untuk mengaplikasi konsep fizik yang telah dipelajari ke dalam bidang STEM. Kegagalan guru dalam mengajar sesuatu konsep fizik yang abstrak akibat daripada kekurangan pengetahuan pedagogi dan pengalaman juga adalah satu punca yang mengakibatkan pelajar tidak minat terhadap fizik dan situasi ini seterusnya akan mengakibatkan pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik dalam penyelesaian masalah serta mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Doménech et al., 2007). Kegagalan guru untuk menghubungkaitkan sesuatu konsep fizik yang diajar kepada pelajar juga adalah satu faktor yang menghalang kefahaman pelajar terhadap konsep fizik tersebut dan seterusnya mengaplikasinya dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Mäntyalädan Koponen, 2007). Pelajar

8 yang belajar konsep fizik tidak dapat melihat bagaimana konsep fizik yang dipelajari oleh mereka berkaitan dengan kehidupan sekeliling mereka. Ini bukan sahaja boleh menghalang proses pemahaman pelajar terhadap fizik, malah juga akan menghalang pelajar mengaplikasi konsep fizik ke dalam aktiviti harian dan menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM. Pengajaran yang hanya memusatkan guru dan secara sehala hanya memberi peluang kepada pelajar untuk menyelesaikan masalah secara teori (menjawab soalansoalan dalam bahan cetakan) tetapi tidak menyediakan peluang kepada pelajar-pelajar untuk mengaplikasi konsep fizik yang telah dipelajari ke dalam aktiviti harian dan menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Ahmad Nurulazam et al., 2004). Aktiviti-aktiviti hands-on dan minds-on sangat diperlukan bagi P&P dalam mata pelajaran Fizik (Wang, 2009). Dalam senario ini, pelajar tidak diberi peluang yang secukupnya untuk melibatkan diri dalam konsep yang diajar oleh guru dan keadaan ini telah menyebabkan pelajar tidak memahami konsep fizik sepenuhnya dan juga tidak berminat terhadap fizik (Wu, 2006). Akibat daripada situasi ini, pelajar tidak akan menghayati konsep fizik yang dipelajari dan pelajar tidak akan mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM walaupun masalah tersebut adalah masalah yang ringkas. Menurut Dillon et al. (2006), seseorang pelajar hanya boleh belajar dan memahami asas konsep fizik dalam kelas semasa P&P guru manakala aplikasi atau aplikasi konsep fizik tersebut hanya akan berlaku setelah pelajar memahami sepenuhnya konsep fizik tersebut di luar bilik darjah. Masalah yang sering dihadapi oleh pelajar sekarang ialah pelajar tidak diajar dan dibimbing oleh guru untuk mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam aktiviti harian di luar bilik darjah (Johnson, 2008). P&P fizik yang kurang aktiviti hands-on dan minds-on bukan sahaja boleh menyebabkan pelajar tidak dapat memahami dan menghayati konsep fizik yang dipelajari malah ia juga menyebabkan pelajar tidak dapat mengaplikasi fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam aktiviti harian.

9 P&P yang berbentuk sehala atau spoon-feed juga adalah satu faktor yang menyebabkan pelajar tidak dapat mengaplikasi fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM kerana kaedah P&P sedemikian bagi mata pelajaran Fizik bukan sahaja tidak dapat menambahkan minat pelajar terhadap pembelajaran fizik, malah ia juga tidak menggalakkan pemikiran pelajar (Chin dan Kayalvizhi, 2005). Namun masih terdapat guru yang mengajar mata pelajaran Fizik secara spoon feed dan membimbing pelajar menyelesaikan masalah secara cook book (Halpern, 2002). Kekurangan aktiviti perbincangan antara pelajar dengan guru dalam kelas terhadap konsep fizik telah menghalang pemahaman pelajar terhadap fizik (Shy-Jong, 2007). P&P sedemikian bukan sahaja tidak menggalakkan pemikiran pelajar untuk memahami konsep fizik, tetapi juga tidak mendorong pelajar untuk menyelesaikan masalah secara kreatif dan kritis. Hal ini telah menyebabkan pelajar tidak dapat mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam aktiviti-aktiviti harian. Dalam pada itu, P&P guru yang terlalu mementingkan teori sehingga mengabaikan pengetahuan sedia ada pada pelajar menyebabkan pelajar tidak dapat menghubungkaitkan konsep fizik baru yang dipelajari dengan pengetahuan sedia ada dan akibat daripada itu pelajar tidak boleh mengaplikasi kosep fizik untuk menyelesaikan maslah berasaskan STEM (Braund dan Driver, 2005). Selain itu, P&P bagi mata pelajaran Fizik yang tidak berunsur teknik dan kemahiran dalam penyelesaian masalah berasaskan STEM juga adalah satu kekangan yang menghalang pelajar dalam mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Walsh et al., 2007). Oleh itu, kegagalan guru dalam mengajar sesuatu teori atau konsep fizik yang tidak disertakan dengan aktiviti-aktiviti yang melibatkan pelajar serta dihubungkaitkan dengan pengetahuan sedia ada pada pelajar bukan sahaja akan menghalang pemahaman pelajar terhadap konsep fizik tersebut, maka ia juga akan menjadi kekangan yang menghalang pelajar mengaplikasi konsep fizik tersebut dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM.

10 Dalam proses mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM, bukan sahaja konsep fizik sahaja diperlukan, malah konsep matematik, kemahiran saintifik dan kemahiran matematik dan sebagainya juga diperlukan serentak untuk menyelesaikan sesuatu masalah (Kim dan Pak, 2001). Walau bagaimanapun, bukan sahaja faktor luaran seperti masalah-masalah dalam P&P yang menjadi kekangan bagi pelajar untuk mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah berasaskan STEM, maka faktor daripada pelajar sendiri seperti kelemahan dalam matematik juga merupakan satu kekangan yang menyebabkan pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah berasaskan STEM. Redish et al. (1996) merumuskan bahawa kelemahan pelajar dalam matematik adalah (i) kegagalan pelajar menggunakan simbol dalam pengukuran, (ii) kegagalan pelajar dalam penggunaan variasi yang berkaitan, (iii) kegagalan pelajar dalam memahami, menjelaskan dan menggunakan atau mengaplikasi persamaan dan (iv) kegagalan pelajar dalam menilai persamaan yang diaplikasikan dalam penyelesaian masalah. Menurut Byun et al. (2008), matematik ialah Bahasa dalam sains khasnya dalam fizik kerana kebanyakan konsep fizik adalah diterangkan dan dijelaskan dengan menggunakan matematik. Oleh yang demikian, sekiranya pelajar tidak menguasai konsep matematik, maka pelajar tersebut juga akan mengalami kesukaran untuk menyelesaikan masalah fizik. Akibat daripada itu, pelajar bukan sahaja tidak boleh memahami konsep fizik dengan berkesan, maka juga akan menghalang pelajar daripada mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam aktiviti harian. Dalam pada itu, kelemahan pelajar dalam matematik merupakan salah satu kekangan bagi pelajar dalam mengaplikasi konsep fizik untuk menyelesaikan masalah STEM (Byun et al., 2008). Oleh yang demikian, kelemahan pelajar dalam penguasaan matematik telah menjadi satu kekangan utama yang menyebabkan pelajar tidak boleh merancang dan menggunakan konsep matematik untuk menyelesaikan masalah dan

11 secara langsung pelajar tidak dapat mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Kim dan Pak, 2001; Byun et al., 2008). Secara keseluruhannya, kekurangan pengetahuan pedagogi dan kemahiran bagi guru dalam mengajar mata pelajaran Fizik yang berasaskan STEM akan membawa kesan kepada pembelajaran pelajar terhadap fizik. P&P yang hanya memusatkan guru tidak menggalakkan pemikiran pelajar bukan sahaja menyebabkan pelajar tidak memahami konsep fizik yang diajar oleh guru, maka juga menyebabkan pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah berasaskan STEM. Walau bagaimanapun, kelemahan pelajar dalam matematik juga adalah kekangan yang menyebabkan pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik yang telah dipelajari dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM. 1.2.4 Aplikasi Fizik Dalam Menyelesaikan Masalah Yang Berasaskan STEM Merentas Kemerosotan Minat Dan Kekangan Aplikasi Konsep Fizik Kekurangan minat pelajar dalam belajar konsep fizik mempunyai hubungan yang rapat dengan kemampuan dan keupayaan bagi seseorang guru untuk mengajar dan menjelaskan konsep fizik yang diajar (Tamby Subahan, 1999). Kajian Lim (1998) menunjukkan bahawa 80% responden kajiannya berpendapat bahawa pelajar tidak berminat dalam belajar fizik adalah berpunca daripada faktor P&P guru di dalam kelas. Jika masalah-masalah dalam P&P yang menjadi kekangan yang menyebabkan pelajar tidak berminat terhadap fizik tidak diatasi dengan segera, maka pelajar tidak boleh memahami sesuatu konsep fizik yang diajar oleh guru dengan berkesan dan seterusnya tidak boleh mengaplikasinya dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Khor et al., 1993).

12 Dalam isu ini, P&P yang berbentuk sehala iaitu secara chalk and talk serta menyelesaikan masalah secara cook book bukan sahaja melemahkan minat pelajar untuk belajar sesuatu konsep fizik maka ia akan menjadi kekangan yang menyebabkan pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah bersaskan STEM (Mok, 2003). Minat pelajar perlu dijadikan salah satu unsur dalam perancangan aktiviti pengajaran oleh guru dalam P&P supaya pelajar boleh memahami dan menghayati serta mengaplikasi konsep fizik yang diajar oleh guru dengan lebih berkesan (Boon dan Ragbir, 1998). Menurut Ramaley (2002), pelajar tidak boleh memahami sesuatu konsep tanpa menghubungkaitkan konsep tersebut dengan pengalaman sebenar pelajar dalam aktiviti kehidupan sebenar. P&P fizik yang sehala bukan sahaja tidak menggalakkan pemikiran pelajar malah ia akan menyebabkan pelajar berasa bosan untuk terus belajar fizik kerana pelajar merasakan bahawa belajar fizik hanya untuk menghadapi peperiksaan sahaja. Tambahan kepada perkara ini, konsep fizik yang diajar oleh guru tidak dapat dikuasai oleh pelajar disebabkan tidak ada aktiviti yang disediakan oleh guru melalui aplikasi konsep fizik ke dalam pengalaman sebenar dan juga menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Doménech et al., 2007). Walau bagaimanapun, P&P yang memusatkan guru tidak menjanjikan bahawa golongan pelajar yang boleh menjawab soalan-soalan dalam peperiksaan juga boleh mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Yeo dan Zadnik, 2001). Perkara ini telah menambahkan kerisauan semua pihak kerana golongan pelajar yang tidak boleh menjawab soalan-soalan dalam peperiksaan juga tidak dapat mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM ke dalam aktiviti harian. Justeru itu, sistem pendidikan di Malaysia khasnya SM perlu ditambahkan dengan unsur pendidikan dan kemahiran dalam STEM supaya sistem pendidikan di Malaysia lebih mencabar dan mampu menghasilkan generasi yang berpengetahuan dan berkemahiran dalam bidang STEM (Mohd Norhisham, 2012). Unsur-unsur pendidikan dan kemahiran yang pelbagai dalam STEM memainkan peranan yang amat penting dalam menyediakan peluang dan membimbing pelajar menyelesaikan masalah dengan

13 menggunakan konsep fizik yang telah dipelajari bukan sahaja secara teori tetapi juga praktikal (Mohd Norhisham, 2012). Usaha KPM dalam mengurangkan kemerosotan minat pelajar dengan mengaplikasi pendidikan STEM ke dalam sistem pendidikan di Malaysia adalah satu usaha bagi menghasilkan generasi baru yang bukan sahaja mempunyai pelbagai jenis ilmu pengatahuan dan kemahiran, malah ia juga menghasilkan generasi yang boleh mengaplikasi pelbagai ilmu pengetahuan dan kemahiran dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam aktiviti harian dan juga pelbagai bidang STEM. 1.3 Pernyataan Masalah P&P bagi mata pelajaran yang berasaskan STEM memainkan peranan yang penting bagi pelajar sekolah untuk belajar konsep fizik secara berkesan (Smith et al., 2009). Oleh itu, pendidikan STEM seharusnya mengaplikasi kemahiran dan konsep SM ke dalam proses kejuruteraan atau penyelesaian masalah yang menggunakan teknologi (Leonard Gelfand Center, 2008). Kemerosotan minat pelajar dalam fizik telah menyebabkan pelajar tidak dapat mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Williams et al., 2003; Mellors-Bourne, 2011). Selain itu, kekangan-kekangan seperti masalah-masalah dalam P&P bagi mata pelajaran Fizik yang berasaskan STEM (kekurangan pengetahuan serta kemahiran pedagogi bagi guru dalam melaksanakan P&P berasaskan STEM, P&P yang hanya memusatkan guru dan P&P secara spoon feed dan cook book ) dan kelemahan pelajar dalam matematik juga merupakan kekangan yang penting bagi menentukan bagaimana pelajar mengaplikasi konsep fizik yang dipelajari diaplikasikan dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Redish et al., 1996); Kim dan Pak, 2001; Byun et al., 2008; Asghar et al., 2012).

14 Oleh yang demikian, kajian ini menumpu kepada tinjauan sejauh mana pelajarpelajar yang mengikuti mata pelajaran Fizik di sekolah menengah mengaplikasi konsep fizik yang dipelajari dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM. Selain itu, kajian ini juga meninjau hubungan antara tahap aplikasi konsep fizik bagi pelajar dalam menyelesaikan masalah berasaskan STEM dengan minat. Akhir sekali, kajian ini juga bertujuan untuk mengesan kekangan yang menghalankan pelajar daripada mengaplikasi konsep fizik yang dipelajari dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM. 1.4 Objektif Kajian Ojektif-objektif kajian ini ialah (i) menentukan tahap aplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM bagi pelajar tingkatan enam atas, (ii) menentukan tahap minat pelajar terhadap fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM bagi pelajar tingkatan enam atas (iii) menentukan hubungan antara aplikasi konsep fizik dengan minat pelajar terhadap fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM bagi pelajar tingkatan enam atas dan (iv) mengenalpasti kekangan yang menghalang pelajar mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM bagi pelajar tingkatan enam atas. 1.5 Persoalan Kajian Di dalam kajian ini, perkara-perkara yang dikenal pasti ialah (i) Apakah tahap aplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam kalangan pelajar tingkatan enam atas? (ii) Apakah tahap minat pelajar terhadap fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam kalangan pelajar tingkatan enam atas? (iii) Adakah terdapat hubungan antara aplikasi konsep fizik dengan minat pelajar terhadap fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam

15 kalangan pelajar tingkatan enam atas? (iv)apakah kekangan yang menghalang pelajar mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam kalangan pelajar tingkatan enam atas? 1.6 Hipotesis Kajian Berdasarkan persoalan kajian di atas, hipotesis kajian berikut dibentuk dan diuji. Ho 1 : Tidak terdapat hubungan yang signifikan antara aplikasi konsep fizik dengan minat pelajar terhadap fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam kalangan pelajar tingkatan enam atas. 1.7 Rangka Kerja Konsep Rangka kerja konsep bagi kajian adalah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.1. Masalah pelajar tidak boleh mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM adalah berpunca daripada kemerosotan minat pelajar terhadap fizik dan kekangan-kekangan yang menghalankan pelajar daripada mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM. Tahap Aplikasi Konsep Fizik Bagi Pelajar Dalam Menyelesaikan Masalah Bersaskan STEM HUBUNGAN Tahap Minat Pelajar Terhadap Fizik Kekangan Yang Menghalang Pelajar Daripada Mengaplikasi Konsep Fizik Dalam Menyelesaikan Masalah Bersaskan STEM Rajah 1.1: Rangka Kerja Konsep Kajian

16 Melalui kajian ini, tahap aplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM bagi pelajar dapat dikenal pasti. Selain itu, kekangan yang menghalang pelajar untuk mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM juga dapat dikenal pasti melalui kajian yang dijalankan. 1.8 Kepentingan Kajian Kajian yang dijalankan bertujuan mengkaji tahap aplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dan juga mengkaji tahap minat pelajar terhadap fizik. Selain itu, kajian ini juga mengenal pasti kekangan yang menghalang pelajar untuk mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM. Dapatan kajian ini dapat memberikan manfaat kepada pelajar, guru, penggubal kurikulum dan institut pendidikan. 1.8.1 Kepentingan Kajian kepada Pelajar Dapatan kajian ini amat penting kepada pelajar-pelajar sekolah menengah pada tingkatan empat dan lima kerana dapatan kajian memberikan maklum balas kepada pelajar terhadap pembelajaran pelajar dalam mata pelajaran Fizik serta mengaplikasi konsep fizik yang dipelajari dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM Dapatan kajian ini bukan sahaja menunjukkan pencapaian pelajar dalam mengaplikasi konsep fizik yang dipelajari dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM tetapi juga memberi maklum balas kepada pelajar terhadap minat masing-masing terhadap fizik (Sanders, 2009).

17 Dapatan kajian ini juga akan membantu pelajar mengesan kekangan yang menghalang pelajar daripada mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Tytler et al., 2008). 1.8.2 Kepentingan Kajian kepada Guru Dapatan kajian ini amat penting kepada para guru yang mengajar mata pelajaran Fizik di sekolah menengah. Dapatan kajian ini memberi maklumat kepada guru bahawa keadaan sebenar bagi guru mata pelajaran Fizik mengajar dan membimbing pelajar mengaplikasi konsep fizik yang telah dipelajari dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam aktiviti harian. Hasil dapatan kajian ini juga boleh membantu guru yang mengajar mata pelajaran Fizik dalam penyediaan P&P supaya pembelajaran bagi pelajar lebih berkesan dan bermakna dengan mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Baldwin, 2009). Kajian ini juga memberi maklum balas kepada guru tentang masalah-masalah berlaku semasa P&P mata pelajaran Fizik dan juga masalahmasalah yang menghalang pelajar daripada mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM. P&P bagi guru dalam mata pelajaran akan menjadi lebih menarik dan berkesan kerana dapatan kajian ini membantu guru bagi membimbing pelajar dalam mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM (Wang, 2009). Dapatan kajian ini bukan sahaja memberikan maklumat atau rujukan kepada guru terhadap P&P dalam mata pelajaran Fizik, tetapi ia juga membantu guru dalam mendidik dan membimbing pelajar mengaplikasi konsep fizik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam aktiviti harian.

18 1.8.3 Kepentingan Kajian kepadaa Penggubal Kurikulum Menurut KPM (2012), kurikulum bagi mata pelajaran Fizik akan menyediakan pelajar yang cenderung dalam bidang sains untuk menceburi kejaya bidang sains dan teknologi yang khusus dan profesional. Maka pendidikan STEM memainkan peranan yang sangat penting dalam kurikulum Fizik kerana ia mampu menyediakan pelajarpelajar yang berpotensi dalam mengaplikasi ilmu pengetahuan dan konsep fizik serta kemahiran saintifik dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM Barham, 2012). Dapatan kajian ini akan memberi maklum balas dan rujukan yang positif dan bermakna dalam menjayakan pendidikan di Malaysia terhadap mata pelajaran Fizik untuk menyediakan pelajar yang kritis, kreatif, berketerampilan, bersifat terbuka dan berdaya saing dalam kerjaya STEM. Oleh itu, Bahagian Pembangunan Kurikulum KPM bertanggungjawab untuk merancang dan melaksanakan kurikulum mata pelajaran Fizik supaya P&P bagi mata pelajaran Fizik adalah berdasarkan pendidikan STEM yang mengutamakan aplikasi konsep fizik yang dipelajari oleh pelajar di sekolah dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM secara berkesan. Kajian ini dapat membantu penggubal kurikulum dalam merancang dan menyediakan satu kurikulum bagi mata pelajaran Fizik yang bersaskan STEM. Konsep fizik yang diajar oleh guru dan dipelajari oleh pelajar dapat diaplikasi dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM dalam aktiviti harian dan bidang-bidang STEM yang berkaitan secara berkesan dengan adanya pelbagai sumber dan teknologi yang moden (Terrell, 2007). Kurikulum yang berasaskan STEM bukan sahaja boleh menyediakan pelajar-pelajar menyediakan diri dan seterusnya melibatkan diri dalam pelbagai kejaya STEM, maka juga memajukan negara dan menjadikan Malaysia mencapai status negara yang maju dan moden serta status berpendapatan tinggi.

19 1.8.4 Kepentingan Kajian kepada Institusi Pendidikan Guru Guru memainkan peranan yang penting dalam pendidikan STEM dan guru yang mengajar mata pelajaran Fizik mesti mempunyai kemahiran dalam pendidikan STEM serta pengetahuan dan kemahiran pedagogi yang berkaitan dengan STEM (Baldwin, 2009). Oleh itu, institusi tinggi seperti universiti dan maktab perguruan memainkan peranan yang penting dalam melatihkan guru-guru yang mempunyai pengetahuan dan pedagogi yang berkaitan dengan pendidikan STEM khasnya dalam mata pelajaran Fizik. Oleh itu, institusi pendidikan guru seperti universiti dan maktab perguruan seharusnya memberikan peluang kepada penuntut mengkaji isu-isu berkaitan dengan pendidikan STEM dan juga melatihkan guru-guru yang mampu mengajar secara mengaplikasi konsep fizik dalam penyelesaian masalah yang berasas STEM dalam pelbagai bidang STEM (Baldwin, 2009). Kajian ini bukan sahaja memberikan maklum balas kepada institut tinggi dan maktab perguruan, tetapi juga mejadi rujukan yang penting dalam perancangan dan perlaksanan pendidikan guru berasaskan STEM di Institut Pelajaran Tinggi Awam (IPTA) dan maktab perguruan. Kajian ini juga boleh membantu Kementerian Pelajaran Malaysia (KPM) dan Kementerian Pelajaran Tinggi Malaysia (KPT) dalam menjadikan sistem pendidikan perguruan di Malaysia lebih bermutu tinggi serta bercabaran seperti yang dinyatakan dalam Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia 2013-2025. 1.9 Takrifan Istilah Terdapat beberapa istilah yang mempunyai maksud yang dikhususkan oleh penyelidik dalam konteks kajian ini. Antaranya ialah mengaplikasi konsep Fizik, STEM, masalah yang berasaskan STEM, minat, pelajar, masalah dalam P&P dan kekangan.

20 1.9.1 Mengaplikasi Konsep Fizik Aplikasi merujuk kepada penggunaan konsep, teori dan interaksi ke dalam situasi yang konkrit atau kemampuan seseorang untuk menggunakan ilmu pengetahuan serta kemahiran yang sedia ada untuk melakukan sesuatu (Muhammad, 2009). Mengaplikasi konsep fizik membawa maksud menggunakan ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan mata pelajaran Fizik untuk menyelesaikan sesuatu masalah. Dalam kajian ini, pelajar perlu menggunakan segala ilmu pengetahuan dan kemahiran yang dipelajari dalam mata pelajaran Fizik yang telah diajar oleh guru mata pelajaran Fizik di sekolah dalam menyelesaikan masalah yang berasaskan STEM. 1.9.2 STEM STEM merujuk kepada bidang Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan Matematik dalam bidang pendidikan. Bidang STEM melibatkan bidang matematik, sains semula jadi, kejuruteraan, komputer serta teknologi maklumat, masyarakat dan sikap atau tingkah laku sains yang mengandungi unsur-unsur psikologi, ekonomi, sosiologi serta sains politik (Jones, 2008; Green, 2007). Dalam kajian ini STEM merujuk kepada ilmu pengetahuan dalam mata pelajaran seperti Sains Moden, Sains Tambahan, Fizik, Kimia, Biologi, Matematik Moden, Matematik Tambahan, Teknologi ICT dan mata pelajaran yang berkaitan kejuruteraan seperti lukisan teknik, reka bentuk dan sebagainya. Selain itu STEM bukan merujuk kepada segala ilmu dan pengetahuan yang berkaitan SM seperti Sains Moden, Sains Tambahan, Fizik, Kimia, Biologi, Matematik Moden, Matematik Tambahan, tetapi juga merujuk kepada aplikasi semua konsep SM dalam bidang pelbagai jenis kejuruteraan dengan melibatkan segala teknologi yang sedia ada.